Contribution for a better ecological understanding of the freshwater phase of sea lamprey (Petromyzon marinus) in the Minho River watershed

Abstract

Sea lamprey, Petromyzon marinus L., is an anadromous cyclostome fish where the adult phase is spent in the ocean and when reaches maturity initiate the spawning migration and return to freshwater ecosystems to spawn. The success of this species is essentially due to a prolonged larval phase in freshwater systems with low mortality rates. This study aims to analyze sea lamprey larvae structure in a Minho River tributary in different periods of the year as well as to study the organic matter sources contributing for sea lamprey larval biomass using stable isotope analysis. In addition, this study aims to characterize a spawning area and behavior of sea lamprey during the reproduction period. Electrofishing campaigns were carried out in Minho River tributaries in order to capture sea lamprey larvae. Veiga da Mira tributary was selected for the study of the organic matter assimilated by ammocoettes. Carbon and nitrogen ratios in the muscle tissue of ammocoettes and their potential food sources were assessed. Results showed spatial and temporal differences in sea lamprey larvae size structure. Carbon values varied between -39.6 and -22.7 and nitrogen values varied between 4.17 and 17.67 in the summer; in winter carbon values varied between -34.3 and -23.1 and carbon values between 3.4 and 8.2. The stable isotope analysis identified foliage detritus as a main food source for P. marinus larvae in all sites sampled except for one where larvae exhibited carbon and nitrogen values similar to aquatic and terrestrial plants suggesting a reliance in these food sources. Results also suggested the existence of diet shifts during larval ontogeny. Moreover spatial and temporal differences in the larval biomass were found. Migratory fishes such as sea lamprey have been declining in the past decades due to several anthropogenic threats. Further investigation is needed in order to fully understand the freshwater phase of an economic, ecological and cultural important fish such as P. marinus.

A lampreia-marinha, Petromyzon marinus L., é uma espécie de peixe ciclóstoma anádroma, sendo que a sua fase adulta é passada no oceano e quando atinge a maturidade inicia a migração reprodutora para sistemas aquáticos de água doce. O sucesso desta espécie deve-se essencialmente à sua fase larval prolongada e com baixa taxa de mortalidade. Este estudo teve como objetivos principais analisar a estrutura populacional das larvas de lampreia marinha num afluente do Rio Minho assim como estudar as fontes de matéria orgânica que contribuem para a biomassa da lampreia-marinha na fase larvar recorrendo à análise de isótopos estáveis. Adicionalmente visou caracterizar um local de postura e o comportamento da lampreia-marinha durante o período de reprodução. Foram realizadas campanhas de pesca elétrica em afluentes do Rio Minho com o intuito de capturar amocetes de lampreia-marinha para análise da estrutura da população. O afluente Veiga da Mira foi selecionado para o estudo da matéria orgânica assimilada pelos amocetes. Foram analisados os rácios de carbono e azoto do músculo dos amocetes assim como das suas potenciais fontes alimentares. Os resultados revelaram diferenças sazonais na estrutura de tamanho das larvas de lampreia-marinha e entre os locais amostrados. Os valores de carbono variaram entre os -39.6 e -22.7 e os valores de azoto entre 4.17 e 17.67 no verão; já no inverno os valores de carbono variaram entre os -34.3 e -23.1 e os valores de azoto entre 3.4 e 8.2. A análise de isótopos estáveis identificou os detritos foliares como fonte preponderante para larvas de P. marinus em todos os locais amostrados exceto num, onde os valores de carbono e azoto das larvas são semelhantes a plantas aquáticas e terrestres, sugerindo que a sua dieta se baseia nestas fontes. Os resultados sugerem a existência de mudanças na dieta larval durante a sua ontogenia. Foi ainda possível identificar diferenças espaciais e temporais na biomassa das larvas. A abundância de peixes migratórios como a lampreia-marinha tem vindo a diminuir nas últimas décadas devido a várias ameaças antropogénicas. É pois necessária investigação adicional para melhor compreender a fase dulçaquícola de um peixe com uma elevada importância cultural, económica e ecológica como P. marinus.